ABSTRACT Drip Irrigation Technique is a basic form of Water Saving Irrigation.. Previous researches of drip irrigation technique were not paid more attentions in detailed calculating an
Trang 1NGHIÊN C U CH T I NH GI T THÍCH H P
CHO CÂY CÀ CHUA
RESEARCH ON SUITABLE DRIP IRRIGATION SCHEDULE
FOR TOMATO
ThS Tr n Thái Hùng
TÓM T T
T i nh gi t là m t d ng c b n c a t i ti t ki m n c Các nghiên
c u v ch đ t i nh gi t tr c đây đã không chú ý nhi u t i vi c nghiên c u và tính toán chi ti t v ch đ t i thích h p nh chu k
t i và l ng n c t i h p lý theo t ng giai đo n sinh tr ng c a cây
Th c nghi m nghiên c u ch đ t i nh thích h p cho cà chua đ c
th c hi n t i khu t i ti t ki m n c, i h c H H i, Thành ph Nam Kinh, Trung Qu c t tháng 2 đ n tháng 7 - 2007 đã góp ph n đánh giá hi u qu c a k thu t t i nh gi t đ i v i vi c s d ng n c,
s phát tri n và t ng n ng su t cây tr ng, đ c bi t là đ thi t l p ch
đ nh gi t thích h p cho cây cà chua theo các giai đo n sinh tr ng
ABSTRACT
Drip Irrigation Technique is a basic form of Water Saving Irrigation Previous researches of drip irrigation technique were not paid more attentions in detailed calculating and researching on suitable schedule
as appropriate drip irrigation frequency and water amount by each growing stage
The experimental research on suitable drip irrigation schedule for tomato was carried out in the Water Saving Park of Ho Hai University, Nanjing City, China from February to July, 2007 to contribute in assessing effect of drip irrigation technique for water utilization issue, crop development and productivity, especially to find suitable drip irrigation schedule for tomato by growing stages
K thu t t i ti t ki m n c là k thu t cung c p n c hi u qu , góp ph n nâng cao n ng su t và ch t l ng cây tr ng m t cách đáng k K thu t t i nh
gi t là m t d ng c b n c a t i ti t ki m n c mà khu v c r cây tr ng đ c cung c p n c tr c ti p và liên t c d i d ng các gi t n c t thi t b t o gi t đ t trên m t đ t Vi c th c hi n t i nh gi t ph thu c r t ít vào các y u t t nhiên
Trang 2nh đ a hình d c và chia c t, thành ph n và c u trúc đ t, nhi t đ và đ c bi t là không b tác đ ng b i gió nh t i phun m a Hi n nay, yêu c u phát tri n công ngh t i ti t ki m n c là r t c n thi t, nó mang l i hi u qu kinh t cao và m
ra tri n v ng r t l n đ i v i vi c phát tri n cây công nghi p, cây n qu , rau màu
và các lo i cây có giá tr kinh t cao
Các nghiên c u tr c đây v k thu t t i nh gi t đã không chú ý nhi u
t i vi c nghiên c u và tính toán chi ti t v ch đ t i thích h p nh chu k t i
và l ng n c t i h p lý theo t ng giai đo n sinh tr ng c a cây Vì th nghiên
c u này đ c th c hi n nh m th a mãn nh ng v n đ còn t n t i trên, v i vi c tính toán l ng n c t i d a trên c s k t h p gi a b c thoát h i n c cây
tr ng (đ c tính toán t k t qu đo đ c b c thoát h i n c hàng ngày) và hình thái bên ngoài theo t ng giai đo n sinh tr ng c a cây cà chua
II.1 M c tiêu nghiên c u
(1) Phân tích và đánh giá nh h ng tích c c c a k thu t t i nh gi t
đ i v i s phát tri n, n ng su t và ch t l ng c a cây cà chua Xác
đ nh n ng su t và s phát tri n t t nh t c ng nh hi u qu s d ng
n c
(2) Phân tích và xác đ nh ch đ t i nh gi t thích h p cho cây cà chua bao g m: chu k t i và l ng n c t i theo t ng giai đo n sinh
tr ng c a cây
(3) Phân tích và đánh giá nh ng ti n b c a k thu t t i nh gi t c ng
nh s h n ch c n đ c kh c ph c đ i v i phát tri n s n xu t nông nghi p
Ti p c n th c ti n m t cách h th ng, toàn di n và t ng h p, k t h p v i
vi c k th a khoa h c k thu t hi n đ i, các ph ng pháp qu n lý tài nguyên
n c và đa m c tiêu các mô hình khai thác s d ng hi u qu ngu n n c đ phát tri n kinh t xã h i và b o v môi tr ng b n v ng K thu t nghiên c u s d ng máy móc, thi t b thi t l p mô hình th c nghi m, đo đ c, l u gi và phân tích d
li u ngoài hi n tr ng và trong phòng thí nghi m, tính toán nhu c u n c t i cho cây tr ng
Trang 3Hình 1: S đ logic cách ti p c n ph ng pháp và k thu t nghiên c u
Mô hình th c nghi m đ c th c hi n t i khu t i ti t ki m n c, i h c
H H i, thành ph Nam Kinh, Trung Qu c t tháng 2 đ n tháng 7 n m 2007 Khu v c này thu c phía b c vùng khí h u c n nhi t đ i gió mùa, có 4 mùa rõ ràng Nhi t đ trung bình n m là 16o
C; th i gian n ng t 6h30 t i 17h30; s ngày
m a hàng n m kho ng 117 ngày, t ng l ng m a n m trung bình là 1.106mm;
đ m không khí trung bình l n nh t 81%
t có c u trúc thu c lo i đ t ch t và n ng, màu h i vàng và sáng Khi đ t khô, trên b m t đ t xu t hi n nhi u v t n t
B ng 1: c tính c a t ng đ t t 0 – 0,3m
Lo i đ t t th t pha sét m t i đa đ ng ru ng
Dung tr ng l n nh t
Các c s khoa h c ph c v cho vi c nghiên c u
ch đ t i nh gi t thích h p cho cây cà chua
Quá trình quy ho ch và thi t k mô hình th c nghiêm
ch đ t i nh gi t thích h p cho cây cà chua
Xác đ nh thông s k thu t c b n
c a k thu t t i nh gi t
xu t và l a ch n mô hình th c nghi m phù h p
c a k thu t t i nh gi t
THI T L P MÔ HÌNH TH C NGHI M NGHIÊN C U CH T I NH GI T THÍCH H P CHO CÂY CÀ CHUA
Các đi u ki n t nhiên (khí h u, th
nh ng, tài nguyên
đ t-n c…)
Ph ng pháp và k thu t nghiên c u và tính toán
Thi t k , xây d ng và
qu n lý khai thác các công trình ph c v c p
n c cho cây tr ng K thu t s n xu t nông nghi p và tiêu chu n v
ch t l ng s n ph m
Theo nhu c u c p
n c c a cây
tr ng
Theo các đi u ki n
th i ti t, gi i h n
đ m t i u
Theo yêu c u s
d ng t ng h p ngu n n c và b o
v môi tr ng sinh thái b n v ng
N
k
hu c u phát tri n
inh t -xã h i, khai
c và s d ng h p
m b o v tài
nguyên đ t n c
thá
lý nh
k thu t t i ti t ki m n c
K THU T
T I NH GI T
Xác đ nh l i các ch tiêu c p n c
cho cây tr ng
Gi i pháp c p n c cho cây tr ng
b ng khoa h c k thu t hi n đ i
Tài nguyên đ t - n c đang b khai thác
c n ki t, ngu n n c b ô nhi m
TH C HI N K THU T T I TI T KI M N C
LÀ GI I PHÁP H P LÝ NH T
Quan tr c và đo đ c thí nghi m
T ng h p và phân tích s li u
K T QU
Trang 4II.4 Thi t k và xây d ng mô hình th c nghi m
Trên c s đ c đi m th i ti t, lo i đ t, lo i cây tr ng, thi t b và ph ng pháp t i, mô hình th c nghi m đ c thi t k và thi t l p v i 3 chu k và 3 m c
t i khác nhau, do v y có 9 lô th c nghi m và 1 lô dùng đ so sánh đ i ch ng
i v i lô đ i ch ng, l ng n c t i đ c tính toán và t i theo ph ng pháp
t i c truy n v i chu k 4 ngày
B ng 2: Thi t k th c nghi m c a ch đ t i nh gi t cho cây cà chua
A (2 ngày)
B (3 ngày)
C (4 ngày)
(4 ngày)
a (Nhi u n c: 1,2Dirr) Lô 1 - Aa Lô 4 - Ba Lô 7 - Ca
b (Trung bình: 1,0Dirr) Lô 2 - Ab Lô 5 - Bb Lô 8 - Cb
c (Ít n c: 0,8Dirr) Lô 3 - Ac Lô 6 - Bc Lô 9 - Cc
Lô 10 - CT
Lô thí nghi m có kích th c: chi u dài 6,0m, chi u r ng 1,0m; kích th c
l i đi gi a 2 lu ng có chi u r ng 0,3m và đ sâu 0,2m tính t m t lu ng B m t
lu ng đ c thi t l p v i cùng m t cao đ ng kính ng chính 25mm, ng nhánh 15mm M i ng nhánh có 16 vòi nh gi t đ c đ t sát v i g c cây, kho ng cách gi a các vòi là 0,4m
S d ng gi ng cà chua Beidousan-F1 cho mô hình th c nghi m Th i gian gieo: 25-2-2007, tr ng vào lô: 27-3-2007 Trong m i lô có 2 hàng cà chua v i 16 cây/hàng và đ c chia thành 3 ph n; m i ph n ch n 3 cây đ quan tr c và đo đ c
Nhu c u n c t i cho cây tr ng đ c tính toán theo ph ng pháp Penman
t k t qu đo đ c b c thoát h i n c hàng ngày Thi t l p h s nhu c u n c (Tg)
đ c theo t ng giai đo n sinh tr ng và hình thái bên ngoài c a cây tr ng
B c thoát h i n c m t ru ng đ c tính toán nh sau:
Kpan
* ETpan
B c thoát h i n c m t lá đ c tính toán vào th i đi m c c đ i:
ET
* ) 100
S 1 , 0 (
Nhu c u n c tính toán cho cây cà chua theo k thu t t i nh gi t:
ETo
* Tg
Trang 5L ng n c đ kh ng ch t i cho t ng lô th c nghi m:
Trong đó:
ETpan: B c thoát h i n c hàng ngày t i thi t b đo đ c(mm)
Kpan: H s Penman
S: T l hình chi u th ng đ ng c a tán lá cây trên m t đ t trên
m t đ t t i th i đi m c c đ i (%)
Tg: H s nhu c u n c theo t ng giai đo n sinh tr ng c a cây m(i) : H s thi t l p m c n c t i
m1 = 1,2 (nhi u n c); m2 = 1,0 (trung bình); m3 = 0,8 (ít n c)
Trang 7III K T QU VÀ TH O LU N
T ng l ng n c t i cho cây tr ng toàn mùa v th hi n trong b ng 3 và hình 3 T k t qu th c nghi m d dàng nh n th y t ng l ng n c t i c a k thu t t i nh gi t c a t ng lô (t lô 1 đ n lô 9) đ u th p h n t ng l ng n c
t i c a ph ng pháp t i c truy n (lô 10) C th nh sau:
- M c t i nhi u n c: L ng n c t i so sánh v i Lô 10 (100%) c a
lô 1 b ng 83,37% (ti t ki m 45,616mm), lô 4 b ng 83,55% (ti t ki m 45,136mm)
và lô 7 b ng 83,42% (ti t ki m 45,472mm)
- M c t i trung bình: L ng n c t i so sánh v i Lô 10 (100%) c a lô
2 b ng 71,50% (ti t ki m 78,180mm), Lô 5 b ng 71,65% (ti t ki m 77,780mm)
và lô 8 b ng 71,55% (ti t ki m 78,060mm)
- M c t i ít n c: L ng n c t i so sánh v i Lô 10 (100%) c a lô 3
b ng 59,63% (ti t ki m 110,744mm), Lô 6 b ng 59,75% (ti t ki m 110,424mm)
và lô 9 b ng 59,67% (ti t ki m 110,684mm)
B ng 3: T ng l ng n c t i trong toàn mùa v
Chu k t i
Lô 1 Lô 2 Lô 3 Lô 4 Lô 5 Lô 6 Lô 7 Lô 8 Lô 9
Lô 10 (4 ngày)
T ng l ng
n c t i
(mm)
228,717 196,153 163,589 229,197 196,553 163,909 228,861 196,273 163,685 274,333
So sánh v i
lô 10 (%) 83,37 71,50 59,63 83,55 71,65 59,75 83,42 71,55 59,67 100
T ng l ng n c t i
0
50
100
150
200
250
300
L ng n c
(mm)
L ng n c t i so sánh v i Lô 10
0 20 40 60 80 100
(%)
Hình 3: T ng l ng n c t i toàn mùa v c a t ng lô và t l so sánh v i Lô 10
Trang 8III.2 Hi u qu c a k thu t t i nh gi t đ i v i s phát tri n và n ng su t
cà chua
II.2.1 Các ch s cây tr ng
T k t qu quan tr c, đo đ c các ch s cây tr ng cho th y: s khác bi t
gi a các lô th c nghi m b ng k thu t t i nh gi t (t lô 1 đ n lô 9) là không nhi u nh ng r t rõ ràng khi so sánh v i lô 10 Quá trình phát tri n c a chi u cao, kích th c tán lá, đ dày c a lá cây, đ ng kính thân cây, s ra hoa và đ u qu …
c a 9 lô th c nghi m di n ra nhanh, đ u và t p trung h n lô 10 Th t s p x p
v s phát tri n c a cây cà chua gi a các lô nh sau:
Lô 2, 3 và 5 > Lô 1, 4 và 6 > Lô 7, 8 và 9 > Lô 10 II.2.2 N ng su t cây tr ng
K t qu th c nghi m cho th y 3 l p qu th nh t, tr ng l ng qu t 100g đ n 300g c a lô 2, 3, 4, 5 và 6 đ u và nhi u h n các lô khác Tr ng l ng
qu trên 300g ch y u lô 3, 5, 6 và 8 T i 9 lô th c nghi m b ng k thu t t i
nh gi t, không có qu cà chua nào có tr ng l ng d i 50g, nh ng lô 10 có 14% qu n ng d i 50g
S n l ng c a t ng l p qu c ng khá khác nhau T ng s n l ng c a l p
1 đ t cao nh t, ti p theo là l p 2 và l p 3 T ng s n l ng c a c 3 l p 4+5+6 là
th p nh t
Lô 5 có s n l ng cao nh t, th hai là lô 6, ti p theo là lô 3 và th p nh t là
lô 10
B ng 4: T ng s n l ng cà chua toàn v mùa
L p 1 (kg) 21.607 21.022 21.595 21.333 22.839 21.716 21.149 20.434 20.044 13.309
L p 2 (kg) 16.726 15.278 16.612 15.576 17.064 16.716 15.239 15.208 15.229 9.950
L p 3 (kg) 9.820 12.060 12.371 11.093 12.222 12.511 9.115 10.788 9.859 6.810
L p 4 + 5 +
6 (kg) 1.129 2.526 1.459 2.149 3.478 1.950 1.689 1.588 1.322 2.137
T ng s n
l ng trong
mô hình
(kg)
49.282 50.886 52.037 50.151 55.603 52.893 47.192 48.018 46.454 32.206
T ng s n
l ng quy
đ i thành
t n/ha
82.137 84.810 86.728 83.585 92.672 88.155 78.653 80.030 77.423 53.677
Trang 9S n l ng cà chua c a l p 1
0
5
10
15
2 0
2 5
0 5 10 15
2 0
2 5
S n l ng (kg)
S n l ng cà chua c a l p 3
0
5
10
15
2 0
2 5
0 5 10 15
2 0
2 5
S n l ng (kg)
ô
T ng s n l ng cà chua
0
10
2 0
3 0
4 0
50
6 0
S n l ng (kg)
ô
T ng s n l ng cà chua
(Quy đ i thành T n/ha)
0
2 0
4 0
6 0
8 0
10 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lô
S n l ng (T n/ ha)
Hình 4: T ng s n l ng cà chua toàn v mùa
So sánh gi a t ng s n l ng và l ng n c t i gi a các lô, k t qu ch ra
r ng:
* Cùng chu k t i: V i chu k 2 ngày, m c n c t i th p h n s cho s n
l ng cao h n V i chu k 3 ngày, s n l ng c a lô 5 (m c n c t i trung bình)
là cao nh t, ti p theo là lô 6 (m c n c t i th p) và cu i cùng là lô 4 (m c n c
t i nhi u) V i chu k 4 ngày, s n l ng c a lô 8 (m c n c t i trung bình) là cao nh t, k đ n là lô 7 (m c n c t i cao) và s n l ng th p nh t là lô 9 (m c
n c t i th p) S n l ng c a lô 9 đ c hi u r ng v i m c n c t i th p và chu
k t i dài s làm cho cây tr ng thi u n c đ phát tri n và đ t n ng su t th p
* Cùng m c n c t i: L ng n c t i c a các lô trong t ng nhóm riêng khá đ u nhau nh ng t ng s n l ng c a t ng lô l i r t khác nhau S n
l ng c a chu k 3 ngày là l n nh t (lô 4, 5 và 6), th 2 là chu k 2 ngày (lô 1, 2
và 3) và th p nh t là chu k 4 ngày (lô 7, 8 và 9)
Vì v y, v i m c n c t i trung bình k t h p v i chu k t i trung bình
và ng n ngày thì hi u qu c a s ti t ki m n c và t ng s n l ng cây tr ng là
r t rõ ràng Th t s p x p t ng s n l ng gi a các lô nh sau:
Trang 10Lô 5 > Lô 6 > Lô 3 > Lô 2 > Lô 4 > Lô 1 > Lô 8 > Lô 7 > Lô 9 > Lô 10
Hình 5: Mô hình th c nghi m giai đo n qu b t đ u chín
III.3.1 Hàm s quan h gi a l ng n c t i và s n l ng cà chua
M i quan h gi a l ng n c t i và s n l ng cà chua đ c trình bày
v i 9 lô th c nghi m đ c t i b i k thu t t i nh gi t ây là đ ng Parabolic:
Y = -0,0029X2 + 1,0894X – 17,174 (3.1)
th c a ph ng trình (3.1) có b l i quay lên trên, v i h s h i quy R2
= 0,151 th ch ra r ng s n l ng cà chua t ng lên t m c n c t i th p t i
m c t i trung bình và đ t c c đ i t i X = 187,828 Sau đó gi m xu ng phía m c
n c cao, đi u này có th do tác đ ng c a s d th a n c i m c c đ i c a đ
th n m trong đo n có m c n c t i t th p t i trung bình
Quan h gi a s n l ng cà chua
và l ng n c t i
6 0
6 5
70
75
8 0
8 5
9 0
9 5
10 0
10 0 150 2 0 0 2 50 3 0 0
L ng n c (mm)
S n l ng
(To n/ ha)
Hi u qu s d ng n c
10 0 150
2 0 0
2 50
3 0 0
3 50
4 0 0
4 50
50 0 550
6 0 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lô
WUE (T n/ ha.mm)
*10 ^-3
Hình 6: Các hàm s n ph m cây tr ng
III.3.2 Hi u qu s d ng n c (Water Use Efficiency WUE)
Hi u qu s d ng n c r t h u ích và quan tr ng đ góp ph n xác đ nh
ch đ t i thích h p nh t cho cây tr ng, so sánh các ph ng pháp t i và vi c
Trang 11ti t ki m n c c a toàn h th ng t i Hi u qu s d ng n c đ c tính toán cho
t t c các lô nh sau:
Trong đó: WUE : Hi u qu s d ng n c (t n/ha.mm)
Yi : S n l ng c a Lô th i (t n/ha)
Ii : L ng n c t i cho lô th i (mm)
K t qu trong b ng 5 và hình 6 cho th y m c n c t i th p h n thì hi u
qu s d ng n c cao h n (lô 3, 6 và 9) và ng c l i, m c n c t i cao h n thì
hi u qu s d ng n c th p, m c n c t i trung bình thì hi u qua s d ng n c trung bình (lô 2, 5 và 8) Lô 10 có s n l ng cây tr ng và hi u qu s d ng n c
th p nh t ây chính là u đi m c a k thu t t i nh gi t trong vi c so v i
ph ng pháp t i c truy n
B ng 5: Hi u qu s d ng n c
H ng m c Lô 1 Lô 2 Lô 3 Lô 4 Lô 5 Lô 6 Lô 7 Lô 8 Lô 9 Lô 10
L ng n c t i
(mm) 228,717 196,153 163,589 229,197 196,553 163,909 228,861 196,273 163,685 274,333
T ng s n l ng
(T n/ha) 82,137 84,810 86,728 83,585 92,672 88,155 78,653 80,030 77,423 53,677 WUE
(T n/ha.mm)*10
Nh ng phân tích v hi u qu c a k thu t t i nh gi t, l ng n c t i
đ i v i s phát tri n và n ng su t cây tr ng, k t h p v i s phân tích v các hàm liên quan đ n s n ph m thu ho ch và nhu c u n c t i theo các giai đo n sinh
tr ng c a cây cà chua đã ch ra r ng cây cà chua trong lô 5 (m c n c t i trung bình v i chu k t i 3 ngày) phát tri n t t nh t và đ t n ng su t cao nh t,
m c dù hi u qu s d ng n c m c th 4 M t lý do khác n a, đó là v i chu k
t i 3 ngày, r cây có th h p th nhi u ô xy h n t không khí, đi u này r t quan
tr ng đ i v i s phát tri n và t ng n ng su t cây tr ng
Vì th , k t qu thi t k và phân tích th c nghi m t i c a lô 5 đ c l a
ch n đ thi t l p ch đ t i cho cây cà chua b ng k thu t t i nh gi t C th
nh sau:
(1) T ng th i gian sinh tr ng c a cà chua kho ng 5 tháng
(2) M c n c t i nh gi t cho cây tr ng là m c trung bình (1,0Dirr)
(3) L ng n c t i nh gi t (Dirr) đ c tính toán t k t qu b c thoát
